反渗透培训手册Word下载.docx
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测量供给反渗透系统的水的电导率。
15、进水流量：
流入反渗透系统的水流的计量方法。
16、进水PH值：
测量进水中氢离子浓度的方法。
17、渗透：
渗透是溶剂（如纯水）通过一张半透性的分离两种溶液的膜，从稀的盐溶液中进入更浓的盐溶液中。
18、渗透平衡：
由于膜两边的溶质的浓度平衡，此时，水不发生进一步迁移，就达到了渗透平衡。
19、渗透压：
渗透压头就是由水通过分隔两种不同浓度的溶液的膜的迁移而导致的静压头。
20、回收率：
进水变成产品水而被回收的比例。
回收率= （产品水流量） /（进水流量）×
100%
21、产品水（淡水）：
进水通过膜壁而渗透过的部分，其存入产品水集水管。
22、反渗透：
压力在浓溶液侧超过渗透压的应用，这样引起较浓溶液中的溶剂通过膜，流向较稀的溶液，称为反渗透。
23、淡水含盐量：
通过膜而存在于淡水中的盐分的含量。
24、盐浓缩率：
被膜阻挡的溶解固体的比例。
25、系统压力：
为实现希望的产品水的数量和质量而加的压力。
26、总溶解固体：
存在于反渗透水中的总的溶解的无机物和有机物（TDS）。
27、除盐水：
通过反渗透工艺系统处理，去除悬浮物和无机的阳、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水的统称。
28、絮凝：
完成凝聚的胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，以形成较大絮状颗粒的过程。
第二章反渗透原理
第一节基本概况
反渗透（ReverseOsmosis；
RO）是60年代发展起来的一项膜分离技术。
此技术发展迅速，现己广泛用于水的淡化除盐，制取高纯水和纯净的饮用水等多方面。
反渗透膜的孔径大都≤10×
10－10m（10埃），它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物。
一、渗透和反渗透
如果将淡水和盐水用一种能透过水而不能透过溶质的半透膜至盐水一侧（见图1（a）），这种现象称为渗透。
当渗透进行到盐水一侧的液面达到某一高度而产生压头H，从而抑制了淡水进一步向盐水一侧渗透，渗透的自然趋势被压头H所抵消而达到平衡，这一平衡压力称为渗透压。
在这种情况下，如果在盐水一侧加上一个大于渗透压的压力，盐水中的水分就会从盐水一侧透过半透膜渗透至淡水一侧（盐水一侧浓度就增大，即浓缩）。
这一现象就称为反渗透（见图1（b））。
渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度。
例如，在25℃时：
1000mg/LNacl水溶液的渗透压为77kpa（0.77kg/cm2）；
1000mg/LNaHCO3水溶液的渗透压为91kpa（0.91kg/cm2）；
1000mg/LNaSO4水溶液的渗透压为42kpa（0.42kg/cm2）等等。
二、反渗透膜的脱盐原理
反渗透膜的脱盐原理主要是“选择吸附——毛细管流动理论”和“筛分理论”。
当含盐的水溶液与多孔的半透膜表面接触时，则在膜的溶液界面上选择吸附一层水分子，在反渗透压力的作用下，通过膜的毛细管作用流出纯水，并连续地形成和流出这个界面纯水层。
图2描述了半透膜对各种含盐的水溶液脱除离子的性能。
该机理阐明：
在半透膜的表皮上布满了许多极细的膜孔，在膜的表面选择吸附了一层水分子，盐类溶质则被膜排斥，化合价愈高的离子被排斥的愈远，膜孔周围的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜孔流出纯水，因而达到除盐的目的（如图2a所示）。
当膜孔大于反渗透膜孔范围时，盐的水溶液泄漏过膜（如图2b所示），其中一价盐泄漏较多，二价盐次之，三价盐更次之。
至于对于有机物的去除，纯属筛分机理（见图3）。
反渗透膜能滤除各种细菌，如最小的细菌之一绿脓杆菌（3000×
10-10m）；
也能滤除各种病毒，如流感病毒（800×
脑膜炎病毒（200×
还能滤除热原（10~500×
10-10m）。
三、反渗透的特点和应用
反渗透法具有设备构型紧凑，占地面积小、单位体积产水量高及能量消耗少等优点。
它是在没有相变的情况下，依靠大于渗透压的压力推动，通过膜的毛细管作用流出淡化了的水，而且它还具有膜的筛分作用，能除去极小的细菌、病毒和热原。
因此，自从反渗透技术开发以来发展迅速，不仅用于海水或苦咸水的淡化，也作为锅炉补给水的预脱盐和制取超纯水、离子交换前的预除盐。
第二节反渗透器
反渗透膜的品种有许多种。
主要有醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜和复合膜。
反渗透器主要有四种型式，即板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式。
在本培训教材中主要针对本工程所使用的来介绍“螺旋卷式的复合膜的反渗透器。
螺旋卷式反渗透器的膜元件的结构，是用两层反渗透膜中间夹入一层产水（即淡水）导网组成。
这个导网为多孔支撑材料，这种材料既支撑着膜承受的工作压力，又为产品水提供了流动通路，再用胶密封膜的三面边缘使进水原液与透过膜的淡化水隔开，然后在膜的下面铺上一层进水原液隔网，再沿着有钻孔眼的集水中心管卷绕。
这依次叠好的多层材料（膜/产水导网/膜/进水原液隔网），就形成一个卷式反渗透膜元件（见图4）。
进水原液隔网隔开每组膜的表面并在进水通过组件时，使进水呈湍流状。
将卷式膜元件6只装入压力容器中，进水原液（生水）是通过进水隔网的空隙沿着膜表面流动，在此过程中，透过膜的淡化水再经过产品水导网螺旋形地流向中心管，然后将产出的淡水导出系统外。
这就组成了螺旋卷式反渗透器（见图5）。
螺旋卷式反渗透器的优点：
单位体积内的膜堆面积大，结构紧凑，占地面积小。
缺点：
比较容易堵塞。
因此对进水原液的预处理要求较严格。
本工程中，对生水进行过滤、加阻垢剂和精密过滤的目的，就是要保证膜元件的安全使用，保证原水不产生结垢现象和除去水中的悬浮物、胶体及有机物。
第三节FILMTECR膜的性能
BW30-4008″反渗透元件
技术条件
标准面积产品水流量脱盐率
（英尺2）加仑/天（米3/天）Cl（%）
BW30-4004010500（40）99
测试条件：
1、渗透的流量和脱盐率以下面的标准状况：
2000ppmNaCL、225psi（1.6Mpa）、77°
F（25、PH8和回收率是15%。
2、个别元件的流量可以变化，但不能低于平均值的7%。
3、对个别元件的最小脱盐率为98.0%。
运行范围：
膜的类型：
复合膜
最大操作压力：
600psi（4.1Mpa）
最大操作温度：
113°
F（45℃）
最大进水浊度：
1NTU
耐游离氯：
＜0.1ppm
PH范围：
连续运行：
2－11
短期（30分钟）清洗：
1－12
最大供水流量：
70加仑/分（265升/分）
15.897m3/h
最大供水淤积密度指数值：
SDI≤5
单只元件回收率（产品水流量/进水流量）：
0.15
尺寸（英寸）：
ABC
BW30-40040.01.1257.9
第三章反渗透水处理系统的组成
第一节工艺流程
1、本反渗透水处理系统工程的工艺流程如下：
一级水处理系统
生水泵机械过滤器保安过滤器高压泵
絮凝阻垢剂
混床
反渗透装置淡水箱淡水泵一级水处理系统
清洗系统生活用水
第二节系统组成的说明
1、本次设计的化水站是原华能发电厂化水站离子交换水处理设备的改造工程。
是将原水站的两套“一级复床+混床”离子交换水处理系统，拆除“一级复床”，保留“混床”。
在拆除设备的位置安装“反渗透装置”。
保留的“混床”作为备用设备。
2、本系统最终处理水量为2×
60t/h；
一、预处理部分
原水是从地下深井抽上来的地下水。
该水质中含有大量的泥沙、有机物和各种微生物等。
而进入反渗透装置的水质是有一定的要求的，尤其是我们这次所使用的美国陶氏化学公司的复合膜，对水质更有其特殊的要求：
如①进水污染指数≤4；
②进水杂质颗粒的直径不得大于5微米；
③进水中含氯值低于0.1mg/l等。
预处理部分的任务就是要把水中的机械杂质、胶体物、微生物、有机物等部分处理掉，达到反渗透装置所允许的进水水质指标。
预处理部分的设备主要有：
生水泵（流量100m3/h）2台（原有设备）、过滤器反洗水泵（流量400m3/h）一台、多介质单流机械过滤器（φ3000）4台、加注絮凝剂装置一套和加阻垢剂装置一套。
下面对各设备在该水站的作用加以叙述：
1、生水泵：
生水泵是用泵来送原水，它将生水池的水加压送到多介质单流机械过滤器和保安过滤器，再送给高压泵给反渗透装置提供充足的进水，使上述各设备能够正常运行。
2、多介质单流机械过滤器：
多介质单流机械过滤器的罐体采用钢衬胶结构，其滤料是石英砂和无烟煤。
石英砂的粒径是0.45~0.6mm，层高为800mm，无烟煤的粒径是0.8~1.2mm，层高为400mm。
滤料的下部为石英砂垫层，是由粒径为25~38mm至2~4mm不同粒径的石英砂分层组合起来的。
高速过滤器的作用就是通过过滤层截留水中的大颗粒物质、有机物、微生物等。
3、过滤器反洗水泵：
反洗水泵的作用是在过滤器运行一段时间后，所截留的污物较多，进出水压差有明显表示时，进行大流量水流反冲洗用，以便把截留的杂质冲洗掉。
一般在反洗时是先将过滤器内的水放到滤层上缘约100mm左右，从视窗可看到，送入压缩空气，其强度为18－25升/秒·
米，压力约为0.1Mpa。
吹洗3－5分钟后，停止送入空气，送入反冲洗水，其反洗水强度应使滤层膨胀10－15%，2－3分钟后，继续用水反洗1－2分钟，此时膨胀率应达到25%，然后停止反洗水，待滤层沉降后，再正洗。
4、保安过滤器：
保安过滤器由不锈钢滤筒和滤芯等组成。
保安过滤器（精密过滤器）设置在机械过滤器之后，以除去浊度1度以下的细小微粒，来满足反渗透装置的进水要求。
本系统中采用5μm的溶喷式滤芯，以保证反渗透装置的膜元件的安全运行。
保安过滤器在运行一段时间之后，由于对微细颗粒的截留，就要对过滤器进行清洗，是否清洗的判断，要看进、出水端的压力差，当进、出水端的压力差达0.07~0.10Mpa时，就需清洗。
清洗时，以进水口进水，打开排污阀，对滤芯进行清洗。
如清洗效果不明显，可拆开过滤器的上盖，抽出滤芯，用5%的柠檬酸溶液进行清洗后再装入滤筒使用。
滤芯如污染严重，就要更换新的滤芯。
5、絮凝：
由于原水中存在的胶体颗粒一般均带负电荷，它们之间既互相排斥，又在水中不断地作布朗运动极为稳定，不易下沉，一般不易去除。
本水站在生水泵出水母管上加了一套絮凝系统，加注PAC，经过生水管路及过滤器罐体内一段时间的反应达到絮凝的效果。
6、阻垢剂：
电厂这次设备改造，由于原水的水质和对水的回收率要求较高，经膜元件的设计软件的计算，在浓水中LSI指数＞1，达到1.93，这样就要产生结垢现象。
必须要加注“阻垢剂”来解决这一现象。
我们加注的是“ACUMER1035反渗透专用阻垢剂”。
“ACUMER1035反渗透专用阻垢剂”是一种聚丙烯均聚物，可用以阻垢以延长反渗透膜的寿命。
ACUMER1035可延长膜的清洁周期，还能够提高排盐效果。
ACUMER1035阻垢剂具有如下性能和优势：
·
能有效的应用于DOW化学公司Filmtec膜；
可在不加酸的情况下阻止反渗透系统的常见垢质，如碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡，浓水侧LSI达3.0还不结垢；
具有足够的分散能力以分散膜表面阻塞微粒；
进水的pH从5~9属有效范围；
可直接投加或稀释投加。
二、反渗透装置部分
反渗透的工作原理在前面已做了介绍。
本水站的反渗透系统的设备主要有：
高压泵（流量90m3/h）二台、反渗透装置（流量60m3/h）二套、反渗透清洗系统一套。
1、高压泵：
高压泵的作用是将低压水流增压给反渗透膜提供良好的运行条件，提高给水压力，以克服进水的渗透压，达到渗出淡水的目的。
2、反渗透装置
反渗透装置的结构，主要是由机架、反渗透膜组件（压力容器）、淡水、浓水管路、清洗管路及测量仪表等组成。
（1）机架：
主要是起支撑作用。
它将反渗透膜组件、管路、阀门、仪表等部件组合连接成一体。
（2）反渗透膜组件：
是将若干个膜元件装于一根压力容器内。
压力容器是由玻璃钢制成。
在本水站的反渗透装置中的一根压力容器内装有6支8″×
40″的膜元件，每套装置共有压力容器10根，分为二段排列。
第一段为7支压力容器，第二段有3根压力容器，各组件通过串、并联排列，组成了整机系统。
（3）管路系统：
各个组件连接是通过进水管路、淡水管路、浓水管路同组件的连接在一起。
进水管、浓水管道、淡水管道及阀门采用不锈钢材料制造。
（4）仪表：
在装置上的仪表主要有压力表、流量计、电导率表等仪表。
主要是对反渗透装置在运行过程中的压力、流量、进水、出水水质等进行监测。
3、反渗透清洗系统
清洗系统的主要设备有：
清洗水箱、清洗水泵、保安过滤器及清洗管道、阀门等组成。
主要是在反渗透膜装置运行一段时间之后，膜元件受到污染时，在清洗水箱中配制化学药品，通过清洗水泵将清洗液在膜组件循环，达到对膜元件清洗的目的。
三、后处理部分
反渗透系统去除了水中的大部分（97%以上）的含盐量，而要使水质达到锅炉补给水水质的要求，还需要离子交换设备来实现。
本次设备改造是保留了二期的混床和一期的两套离子交换系统。
反渗透装置的产水送至淡水箱，然后由中间水泵送出去一期离子交换系统，经阳床、除气塔及水箱、阴床之后的除盐水送至除盐水箱。
二期保留下来的混床做备用。
因离子交换设备是原有设备，其运行的工艺流程都比较熟悉，在这里就不作介绍。
第四章反渗透有关参数计算公式
一、脱盐率（R）：
脱盐率是反渗透重要指标，其计算公式如下：
R=（（Cf－Cp）/Cf）×
100%
式中：
Cf——给水电导率（μs/cm）
Cp——产品水电导率（μs/cm）
二、回收率（Y）：
是指水的利用率，其计算公式如下：
Y=（Qp/（Qp+Qm））×
式中：
Qm——浓水流量（m3/h）
Qp——淡水流量（m3/h）
三、污染指数（FI）：
污染指数既是淤积密度指数（SDI）。
它是一个综合指标。
其计算公式如下：
FI=（1－t0/t15）×
100/15
t0——从开始至流满500ml水样所需要的时间；
t15——15分钟后再流满500ml水样所需要的时间。
污染指数的测试方法：
1、将污染指数测定仪的压力容器内充满待测的水，然后向压力容器充氮气，也可以将测试盒直接接到水处理管路上，用工艺管路中的运行压力来测试。
2、将0.45微米孔径的微孔滤膜片放入测试盒，打开出水阀门调节压力调节阀，使压力表指示为0.21Mpa。
3、记录以开始至流满500ml水所用的时间t0，然后继续放水，经过15分钟后，再用量筒接满500ml水，记录所需要的时间t15。
通过上述计算公式计算出FI值。
第五章主要设备的维护和检修
第一节泵类的维护和检修
本系统中泵类设备有IS泵、CRN多级离心泵、IH标准化工流程泵和计量泵，泵的维护和检修将是日常维护中的一项很重要的工作。
下面对各种泵在安装、使用和维护方面做一下综合介绍。
一、离心泵的安装和运转维护
1、泵的地基础必须牢固。
检查泵的水平度和垫铁安装是否牢固。
2、所有的管道重量不得压在泵上，而吸水管路应短而直。
3、运转前应检查和调整泵轴和原动机轴的同轴度，其两联轴器外园上、下、左、右的径向偏差不得超过0.05mm；
其轴向偏差圆周上、下、左、右均不超过0.05mm。
4、为防止管路中杂物进入泵内，对新安装的吸入管路，应在泵前面装入过滤网，过滤网的有效过流截面应大于吸入管截面的2~3倍，以减少吸入阻力。
5、在启动前泵的轴承润滑采用20#机油，油面应控制在油标中心线上下2mm范围内，长期运行的泵要定期更换润滑油。
6、检查原动机转向是否正确。
从原动机端看，泵为顺时针方向旋转。
7、水泵内无液体时，严防空转、干磨。
8、泵应在并闭出口阀状态下启动，以防电动机过载。
在出口阀关闭状态下运转时间不应超过3分钟。
9、运转中轴承最高温度不得超过70℃。
10、运转时发现泵有异常现象应及时修理。
11、泵在长期停止使用，再开车时应将泵拆卸，清理后才能使用。
二、离心泵的维护
泵的故障原因及消除方法见表1。
泵发生振动及噪音轴封腔泄漏过多
消耗功率过大轴封（包括填料函）发热
流量扬程不够泵过分发热及转不动
泵输不出液体轴承发热及轴承易损
可能发生的原因
故障现象
消除方法
泵内或吸入管内有空气
○
重新灌泵，驱除空气
吸上扬程过高或灌注高不够
降低标高，减少吸入管阻力，
增加进口压力
吸入管内压力小于或接近汽化压力
提高吸入压力
吸入管路漏气
检查并拧紧
转速过高或过低
按泵样本规定
转向不对
从原动机方向看泵是顺时针旋转
装置扬程与泵扬程不符
设法降低吐出系统阻力
介质重度或粘度不符设
计要求
重新换算
在流量极小处运转产生振动
加大流量或安装旁通循环管
泵轴与原动机轴线不一致或弯曲
重新校正之
转动部分与固定部分发生磨擦
校正轴线，高温泵应均匀暖泵升温<
50℃/时
轴承损坏
更换之
密封环磨损过多
轴套或埴料磨损过多或动静环磨损多
埴料选用或机械密封选用或安装不当
按规定选用及安装
转动部分不平衡引起振动
检查关消除之
轴承腔内油过多或太脏
按油位计规定添油，更换油
轴承或密封环磨损过多形成转子偏心
更换之，并校正轴承
泵内及管路内有杂物堵塞
检查并清理
密封液压力不当
压力应比轴封前压力大0.05-0.1Mpa
埴料压盖过松
压紧少许
埴料压盖过紧
放松少许
第二节反渗透装置的维护管理
一、水质管理
本水处理系统虽然是自动控制操作，自动控制运行时，比较简单。
但在反渗透装置运行的维护管理方面最重要的水质管理。
做为水站操作人员，经常性地作日常水质管理记录，对于及时发现故障和采取措施是十分有利的。
二、与水质管理相同，在设备运行期间必须编制流量、压力、水质等记录，坚持搞运行日报表。
这些记录对于积累数据，分析事故的原因及采取相应的措施同样是十分必要的。
三、不良情况的原因和对策
1、反渗透装置产水量下降的原因和对策，见表2。
2、反渗透装置产水质量下降的原因和对策，见表3。
表2反渗透装置产水量下降原因和对策
序号
原因
对策
1
膜组件数量的减少
按照设计的膜组件数量运行
2
低压力运转
按照设计的基准压力运行
3
发生膜组件的压密
当在大大超过基准压力的条件下运转就会发生膜组件的压密必须更换膜组件
4
运转温度的降低
按照设计温度运行
5
在较高的回收率条件下运转
当在75%以上回收率条件下运转时，浓水的水量就减少，这样膜组件内水的浓缩倍率就上升，结果造成给水水质严重下降。
由于这种给水的渗透压上升，导致透过水量的减少。
严重时，将在膜面上析出盐垢必须按设计回收率产水
6
金属氧化物和污浊物附着在膜面上
每天进行低压冲洗
7
在运转中反渗透装置压差上升
改进预处理装置的运行管理用药品清洗膜组件
8
油分的混入
注意油绝对不能进入给水；
更换膜组件
表3反渗透装置产水质量的下降原因和对策
原水的TDS增加
按照原水水质复核
按照设计基准压力运行
膜组件的破损
更换膜元件
膜组件“盐水密封”的短路
造成膜面上浓度扩散，使水质恶化，更换膜组件
“O”形环漏泄（在内接头内）
更换“O”形环
回收率升高
由于膜组件内给水浓度上升，使产水水质恶化。
回收率应保持在设计规定值以下
膜组件安装时插入方向相反
产生和“盐水密封”的短路相同的后果
给水中余氯的浓度过高
膜被氧化甚至破坏，应按照各类膜允许的余氯指标严格控制
9
溶剂的混入
苯、甲苯等物质会溶解膜，因此必须注意不能混入
第六章反渗透水处理系统的操作（手动）
一、预处理
第一节絮凝
1、启动前的准备
1、将搅拌箱放入除盐水，按比例将
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